详解Java中的三种函数式编程，以及具体的实现方法

2021-07-17 10:07:59 浏览数 (2)

在程序开发中使用函数式编程，可以减少冗杂的代码，加快开发速度等。接下来，我将给大家讲讲在 Java 8 中的三种函数式编程的方法，lambda 表达式、:: 符号和 Optional 类，下面是详细内容。

 0. 函数式编程

    函数式编程（Functional Programming）属于编程范式（Programming Paradigm）中的用语，此外还有命令式编程（Imperative Programing）等，有兴趣的同学可以自行了解，我们这里大概解释一下函数式编程，在函数式编程中，输入一旦确定了，输出都确定了，函数调用的结果只依赖于传入的输入变量和内部逻辑，不依赖于外部，这样的写出的函数没有副作用。举个例子：

public class Person{

 private int a = 1;

 public int add(int b){
  return a + b;
 }

 public int pow(int c){
  return c * c;
 }

 public static void main(String[] args){
  Person p = new Person();
  p.add(1);
  p.pow(2);
 }
}

    上面代码中add(int b)这个方法就不符合函数式编程，这个函数调用后的结果不确定，它的结果不仅取决于b还取决于字段a。而pow(int c)这函数就是符合函数式编程的典范，只要调用它，输入的值c确定了返回值就肯定确定了。
    在函数式编程中，函数也是一等公民，可以被当做参数传递，可以被赋值，被引用，可以把它当做一种数据类型来对待，如果你会使用javascript之类的语言就可以有更深的体会。如果要深入了解这种编程范式可以自行网上搜素资料了解。

1. lambda表达式

    lambda表达式是jdk8中的新特性，上面讲函数式编程就是引入这个，oracle在jdk8中引入了lambda，从此Java中开始对函数式编程的部分支持。
    Java中lambda表达式的语法结构：(params) -> expression。由三部分构成，第一部分是括号以及括号内部的形式参数，第二部分是"->"箭头符号，第三部分是expression方法体，方法体可以是代码块也可以是执行表达式。

//1. lambda表达式的完整形态：有输入参数，有返回值，有代码块。
(int a, int b) -> {
 int c = a + b;
 return c;
}
//2. lambda表达式在某些情况也可以省略一部分
 //2.1 当代码块不需要返回值的 时候可以省略return语句
  (int a, int b) -> {
  int c = a + b;
 }
 //2.2 当代码块只有一句的时候可以省略大括号
  //并且这种情况默认返回这一句代码的执行结果
 (int a, int b) -> a + b; // 同1具有同样的作用
 //2.3 形参的类型可以根据函数式接口的里面的方法声明自行推断
  //可以省略形参类型
 (a, b) -> a + b; // 同1，2.2具有同样的效果
 //2.4 当只有一个参数的时候可以省略，形参的小括号
 a -> a * a;

    接下来展示一个从定义接口到使用lambda表达式的代码

/**
 * description:
 *
 * @author waxxd
 * @version 1.0
 * @date 2019-10-15
 **/
public class Test1 {

 private int a = 1;
 private int b = 2;
 /**
  * 这个方法需要一个IAdd类型的参数
  * @param add
  * @return
  **/
 public int add1(IAdd add){
  return add.add(a,b);
 }
 public static void main(String[] args) {
  Test1 test1 = new Test1();
  // 使用lambda表达式
  int c = test1.add1((a, b) -> a + b);
  System.out.println(c);
  // 使用匿名类
  int d = test1.add1(new IAdd(){
   @Override
   public int add(int a, int b){
    return a + b;
   }
  });
  System.out.println(d);
 }
}

/**
 * description:
 *   函数式接口，里面抽象方法只能有一个
 * @author waxxd
 * @version 1.0
 * @date 2019-10-15
 **/
@FunctionalInterface
public interface IAdd {
 int add(int a, int b);
}

    可以看见使用lambda表达式的方式相对于匿名类代码会精简优雅很多，下面给出一个经常使用的例子，创建线程：

public class Test(){
 public static void main(String[] args) {
  Thread t1 = new Thread(new Runable(){
   System.out.println("使用匿名类的方式创建线程");
  });

  Thread t2 = new Thread( () -> System.out.println("使用lambda方式创建线程"));

  t1.start();
  t2.start();
 
 } 
}

2. 双冒号::符号

    这个符号第一次看见是在c++里面，在c++里面是一个类似标识作用域解析符号或者范围的符号，描述可能不准确，对c++有兴趣的同学可以自行查找。如果了解c++，这个操作符号就勉强类似类似在c++中函数指针，::在Java里面也可以叫做方法引用，就上面说的函数也是一等公民，这里就类似把方法作为参数传入。前面的例子我们使用lambda表达式都类似使用匿名类实现接口的方法，然而还有一种情况我们并不想要自己去实现接口的方法，只是想传进去一个已经有过实现了的方法，就可以使用::,它的语法规则如下：
                  类名::静态方法名 或者 类的实例::实例方法。

List<File> list = new ArrayList<>;
list.forEach(File::getName); // 使用双冒号传递一个函数进来,
list.forEach( file -> file.getName()); // 使用正常的lambda表达式

3. Optional类

    Optional也是jdk8中的一个新的类的，它给予我们更加优雅的方式来处理Java语言中的NPE异常。可以从一定程度上代替if判断, 介绍相关接口:

  • empty 创建一个空的Optional对象
  • of 和ofNullable

of创建一个Optional对象, 如果传入的参数为空则跑出NPE异常.
ofNullable和上面一样, 但是当传入参数为空的时候会调用empty方法创建一个空Optional对象.

Optional<String> of = Optional.of("waxxd");
// 传入空参数会抛出NullPointerException异常
Optional<String> ofNull = Optional.of(null); 
// 以下两句都正常执行
Optional<String> ofNullable = Optional.ofNullable("waxxd");
// 参数为空的时候相当调用Optional.empty()
Optional<String> ofNullableNull = Optional.ofNullable(null);

get/orElse/orElseGet/orElseThrow

// get 获取Option包裹的值如果值为null则抛出NoSuchElementException异常
String aa = Optional.of("aa").get();
// orElse 获取值如果值为空则返回orElse设置的默认值
String aa1 = Optional.of("aa").orElse("bb");
// orElseGet 获取值如果值为空则内部可以是一个实现Supplier接口的匿名内部类调用提供返回结果
String aa2 = Optional.of("aa").orElseGet( () -> "aaa".toUpperCase());
// orElseThrow获取值如果不存在则抛出后面的异常
Optional.empty().orElseThrow(IllegalArgumentException::new);

// 实际的应用, 也就是上文所说的如何优化if
// 比如你有个接口, 用户传入参数Integer type, 用户也可以选择不传, 不传我们为它设置默认值1
public void f(Integer type){
	if(type = null) {
		type = 1;
	}
	
	Optional.ofNullable(type).orElse(1);
}

本篇关于详解Java中的三种函数式编程，以及具体的实现方法的文章就介绍到这了,想要了解更多相关Java其他的内容请搜索W3Cschool以前的文章或继续浏览下面的相关文章，希望大家以后多多支持！


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